《2021高考生物一輪復習 第2單元 細胞的基本結構與其物質的輸入和輸出 第3講 細胞的物質輸入與輸出教學案 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2021高考生物一輪復習 第2單元 細胞的基本結構與其物質的輸入和輸出 第3講 細胞的物質輸入與輸出教學案 新人教版必修1（18頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第3講　細胞的物質輸入與輸出 1.物質出入細胞的方式(Ⅱ) 2．實驗：通過模擬實驗探究膜的透性 3．實驗：觀察植物細胞的質壁分離和復原 1.理解細胞內物質運輸與能量供應的關系(生命觀念) 2.分析不同物質跨膜運輸實例，歸納跨膜運輸的方式與特點；模型與建立：建立滲透作用的實驗模型(科學思維) 3.設計實驗探究膜的透性；分析植物細胞的質壁分離及質壁分離復原實驗(科學探究) 4.根據滲透作用和物質運輸的原理指導灌溉和施肥(社會責任) 　 細胞的吸水和失水 1．滲透作用 (1)概念：指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散過程。 (2)明確滲透系統的

2、組成及條件 ①具有半透膜。半透膜可以是生物性的選擇透過性膜，如細胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。 ②半透膜兩側的溶液具有濃度差。濃度差的實質是單位體積溶液中溶質分子數的差，即物質的量濃度之差，而不是質量分數濃度差。 (3)常見滲透裝置圖分析 ①水分的流動判斷：當溶液濃度S1>S2時，水分就通過半透膜由S2流向S1；當溶液濃度S1

3、 ①外界溶液濃度<細胞質濃度?細胞吸水膨脹。 ②外界溶液濃度>細胞質濃度?細胞失水皺縮。 ③外界溶液濃度＝細胞質濃度?水分進出細胞處于動態(tài)平衡。 3．植物細胞的吸水和失水 (1)成熟植物細胞的結構 (2)原理和現象 ①外界溶液濃度＞細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質壁分離現象。 ②外界溶液濃度＜細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質壁分離復原現象。 (人教版必修1 P61“與生活的聯系”)為什么吃比較咸的食物口唇感覺比較干？ 提示：這是因為與細胞內液體相比，外界溶液濃度高，口腔上皮細胞失水導致的。 1．滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量百分比濃度。 (×) 提示：該濃度

4、是指物質的量濃度。 2．植物細胞的原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核。 (×) 提示：原生質層包括細胞膜、液泡膜及兩膜之間的細胞質。 3．將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用。 (×) 提示：動物細胞的細胞膜相當于半透膜，將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中，能發(fā)生滲透作用。 4．質壁分離過程中水分子擴散只能單向進行。 (×) 提示：質壁分離過程中水分子擴散是雙向進行的。 5．成熟的植物細胞發(fā)生質壁分離過程中，細胞的吸水能力逐漸減小。 (×) 提示：發(fā)生質壁分離過程中，細胞的吸水能力逐漸變大。 1．如圖甲是一個典型的滲透裝置，作為成熟植物細胞也

5、應符合滲透系統的全部條件。請指出圖乙中與圖甲a、b、c對應的分別是什么？ 甲　　　　　　　　乙 提示：a對應①細胞液，b對應⑥原生質層，c對應外界溶液。 2．對于植物細胞來說，單位時間內，水分子進出細胞的數量相等時，細胞內外液體的濃度一定相等嗎？ 提示：不一定。植物細胞有細胞壁的支持、保護作用，當單位時間內水分子進出植物細胞數量相等時，有可能細胞液濃度大于細胞外溶液濃度。 3．酶的特性可通過實驗進行驗證?，F有質量分數為10%的淀粉溶液、質量分數為10%的蔗糖溶液、質量分數為10%麥芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水、半透膜(只允許水分子通過)，長頸漏斗、燒杯、底部中央可放置半透膜

6、的U形管各一個。請根據滲透作用的原理，選用一套裝置設計實驗，實驗現象能支持酶的催化作用具有專一性，要體現等量原則等實驗設計的基本原則。請寫出最合理的實驗思路及實驗預期。 提示：實驗思路：在底部中央放置半透膜的U形管兩側分別加入等量的蔗糖溶液和麥芽糖溶液，再在兩側各加入等量的蔗糖酶溶液，適宜溫度下放置一段時間后，觀察兩側液面的變化。 實驗預期：蔗糖溶液一側液面明顯升高，則支持酶的催化作用具有專一性(或麥芽糖溶液一側液面明顯降低，則支持酶的催化作用具有專一性)。 考查滲透作用的原理及條件 1．(2019·大興期末測試)某同學制作了如圖1所示的滲透作用裝置，S1和S2分別為漏斗內外不同濃

7、度的蔗糖溶液。實驗開始后，長頸漏斗內液面的變化如圖2所示，滲透平衡時漏斗內外液面差為m。下列說法不正確的是(　　) 圖1　　　　　　　　圖2 A．長頸漏斗內部液面的升高說明膀胱膜是半透膜 B．滲透平衡時，S1溶液的液面高于S2溶液的液面 C．將S1和S2溶液換成不同濃度的KNO3溶液，滲透平衡時m值為0 D．圖2結果說明，小分子物質都能通過生物膜，而大分子物質則不能 D　[根據題意，膀胱膜兩側存在濃度差，故長頸漏斗內部液面的升高說明膀胱膜是半透膜，A正確； 水分子通過滲透作用進入漏斗，滲透平衡時S1溶液的液面高于S2溶液的液面，B正確； 將S1和S2溶液換成不同濃度的KNO3溶

8、液，則滲透平衡時不會出現液面差，因為KNO3可以通過半透膜，C正確； 蔗糖屬于小分子，故圖2結果不能說明大分子物質不能通過生物膜，D錯誤。] 2．(2019·泰安模擬)如圖A為兩個滲透裝置，溶液a、b為不同濃度的同種溶液，且a溶液濃度

9、和失水 3．(2019·青島檢測)將甲、乙兩種植物的塊莖切成形狀、大小相同的細條，分別置于質量濃度為0.3 g/mL蔗糖溶液中，繪制的失水量曲線如下。下列敘述錯誤的是(　　) A．與圖相關細胞的原生質層會有一定程度的收縮 B．由圖推知甲植物細胞液濃度小于乙植物細胞液濃度 C．4 min時細胞液的滲透壓大于外界溶液的滲透壓 D．8 min時水分子跨膜運輸進出細胞達到平衡 C　[甲、乙兩種植物的塊莖切成形狀、大小相同的細條，分別置于質量濃度為0.3 g/mL蔗糖溶液中，細胞發(fā)生失水，因此細胞的原生質層會有一定程度的收縮，A正確；由圖看出甲細胞失水較多，因此推知甲植物細胞液濃度小于乙

10、植物細胞液濃度，B項正確；4 min時，細胞仍在失水，因此4 min時細胞液的滲透壓小于外界溶液的滲透壓，C項錯誤；8 min時失水量不再變化，水分子跨膜運輸進出細胞達到平衡，D項正確。] 4．(2019·廣東六校聯考)科研人員將人的紅細胞分別置于蒸餾水及4種等滲溶液中，測定紅細胞溶血(紅細胞破裂)所需的時間，結果如圖所示。據圖分析正確的是(　　) A．不同物質的運輸速率取決于膜上載體蛋白的數量 B．與乙醇溶液相比，處在丙酮溶液中的紅細胞吸水更快 C．紅細胞對各種物質的吸收體現了細胞膜具有一定的流動性 D．處于氯化銨溶液中的紅細胞溶血時間最長可能與紅細胞無法吸收Cl－和NH有關

11、 B　[甘油、乙醇、丙酮的運輸與膜上載體蛋白的數量無關，A錯誤； 乙醇和丙酮溶液中紅細胞吸水的速度大小關系為丙酮＞乙醇，B正確； 紅細胞對各種物質的吸收體現了細胞膜的選擇透過性，C錯誤； 處于氯化銨溶液中的紅細胞溶血時間最長說明紅細胞吸收Cl－和NH的速率較慢，D錯誤。] 　細胞吸水、失水的判斷方法 (1)通過比較細胞外溶液和細胞液的濃度大小來判斷：當細胞外溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當細胞外溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水；當細胞外溶液與細胞液的濃度相等時，細胞失水量和吸水量相等，處于動態(tài)平衡。 (2)根據重量或長度變化(如蘿卜條)來判定：若重量增加或長度變長，則吸水；反之則

12、失水。 觀察植物細胞的質壁分離和復原(實驗) 1．實驗原理 (1)成熟植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。 (2)細胞液具有一定的濃度，能滲透吸水和失水。 (3)原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。 2．實驗步驟 操作一：觀察新制取的洋蔥表皮 操作二：將洋蔥表皮置于較大濃度的溶液中觀察 操作三：將操作二中的洋蔥表皮置于清水中觀察 3．實驗結論 1．關于質壁分離和復原實驗的四個注意點 (1)將發(fā)生質壁分離的植物細胞置于低濃度的溶液或蒸餾水中，植物細胞會發(fā)生質壁分離的復原，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被細胞吸收的物質，發(fā)生質壁

13、分離后因細胞主動或被動吸收溶質而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。 (2)質壁分離過程中，外界溶液濃度大于細胞液濃度，質壁分離程度越大，植物細胞吸水能力越強；質壁分離復原過程中，外界溶液濃度小于細胞液濃度。 (3)質壁分離與復原過程中水分子的移動是雙向的，但結果是單向的。 (4)本實驗用顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對照，第三次與第二次形成對照，該對照方法為自身對照。 2．質壁分離實驗的拓展應用 (1)判斷成熟植物細胞是否有生物活性 待測成熟植物細胞＋一定濃度的蔗糖溶液 　　　　　　? 　　　　　 鏡檢 (2)測定細胞液濃度范圍 待測細胞＋一系

14、列濃度梯度的蔗糖溶液細胞液濃度 介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液濃度之間。 (3)比較不同植物細胞的細胞液濃度 不同植物細胞＋同一濃度的蔗糖溶液發(fā)生質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之細胞液濃度越大。 (4)比較未知濃度溶液的濃度大小 同一植物的成熟細胞＋未知濃度的溶液記錄剛剛發(fā)生質壁分離所需時間→比較所用時間長短→判斷溶液濃度的大小(時間越短，未知溶液的濃度越大)。 (5)鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物細胞＋不同種類溶液 　　　　? 　　　 鏡檢 1．(2019·煙臺一中檢測)在“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗中，對紫色洋蔥

15、鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察和兩次處理。下列有關敘述正確的是(　　) A．第一次觀察為低倍鏡觀察，后兩次為高倍鏡觀察 B．第一次處理滴加的液體為清水，第二次滴加的液體為0.3 g/mL的蔗糖溶液 C．若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內表皮，則不會發(fā)生質壁分離 D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮中不屬于原生質層的有細胞壁、細胞核和細胞液 D　[“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗中，一般需要進行三次顯微觀察，第一次是正常細胞的觀察，第二次是質壁分離細胞的觀察，第三次是質壁分離復原細胞的觀察。三次觀察均為低倍鏡觀察，A錯誤；第一次處理滴加的液體為0.3 g/mL的蔗糖溶液，觀察質壁分離現象，第

16、二次滴加的液體為清水，觀察質壁分離復原現象，B錯誤；紫色洋蔥鱗片葉的內表皮也會發(fā)生質壁分離，但不含色素，現象不明顯，C錯誤；原生質層是指細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質，紫色洋蔥鱗片葉外表皮中不屬于原生質層的有細胞壁、細胞核和細胞液，D正確。] 2．如圖是某同學進行“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”活動時拍攝的顯微鏡下的細胞圖像。下列敘述正確的是(　　) A．①所指暗線是細胞壁，它兩側的蔗糖溶液濃度會有較大的差異 B．②所指亮區(qū)是細胞質基質，觀察不到細胞器是因為它們都是半透明的 C．③所指暗區(qū)是細胞液，它屬于細胞質，復原時也有水分子出液泡 D．④所指亮區(qū)是細胞膜，該實

17、驗證明了它的選擇透性與細胞壁不同 C　[分析圖片：①為細胞壁，②為細胞壁與細胞膜之間的間隙，③為紫色大液泡(含細胞液)，④為細胞膜與液泡膜之間的細胞質。①所指暗線是細胞壁，由于它是全透性的結構，所以它兩側的蔗糖溶液濃度沒有明顯差異，A項錯誤；②所指亮區(qū)是細胞壁與細胞膜之間的間隙，B項錯誤；③所指暗區(qū)是細胞液，它屬于細胞質，復原時也有水分子出液泡，C項正確；④所指亮區(qū)是細胞膜與液泡膜之間的細胞質，D項錯誤。] 3．(2019·昆明質量檢測)下列關于質壁分離自動復原過程的分析，正確的是(　　) A．水分子的擴散一定是單向的 B．細胞的吸水能力一定逐漸減弱 C．溶質分子進入細胞的方式一定是

18、主動運輸 D．質壁分離自動復原后，原生質層兩側的溶液濃度一定相等 B　[細胞發(fā)生質壁分離自動復原時，水分子的擴散是雙向的，只是擴散進細胞的水分子數目多于擴散出細胞的水分子數，A錯誤。在質壁分離自動復原過程中，細胞液的濃度逐漸減小，細胞吸水能力逐漸減弱，B正確。溶質分子進入細胞的方式可能是主動運輸也可能是被動運輸，C錯誤。因為細胞壁的伸縮性較小，當細胞吸水到一定程度時，由于細胞壁的阻擋作用，使細胞不能再吸水，因此當質壁分離自動復原后，原生質層兩側的溶液濃度不一定相等，D錯誤。] 4．(2019·長春市高三質檢)將同一紅色月季花瓣制成兩組相同的臨時裝片，分別浸潤在甲、乙兩種溶液中，測得液泡直

19、徑的變化情況如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　) A．乙溶液的濃度大于甲溶液的濃度 B．2～6 min乙溶液中細胞的吸水能力逐漸增大 C．甲溶液中的溶質分子在2 min后開始進入細胞 D．甲溶液中細胞體積與液泡體積的變化量相等 B　[從圖中曲線可知，最初2 min內，甲細胞失水速度快于乙細胞，所以甲溶液的濃度大于乙溶液的濃度；處于甲溶液中液泡體積在2 min前減小的幅度變緩，說明甲的溶質分子在2 min前開始進入細胞；植物細胞的細胞壁伸縮性小，細胞體積基本沒變，而液泡體積變小。] 物質出入細胞的方式 1．物質跨膜運輸的其他實例 番茄和水稻吸收無機鹽離子的比較：

20、 科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果及分析如下： (1)實驗結果 ①不同植物對同一種無機鹽離子的吸收有差異。 ②同一種植物對不同種無機鹽離子的吸收也有差異。 (2)實驗結論：植物細胞對無機鹽離子的吸收具有選擇性。 (3)微生物吸收無機鹽離子的特點 ①不同微生物對無機鹽離子的吸收有選擇性。 ②不同微生物對各種無機鹽離子的需要量不同。 2．物質運輸的方式、特點和實例(連線) 提示：①—b—Ⅰ?、凇猚—Ⅱ?、邸猘—Ⅲ?、堋猟—Ⅳ 3．根據圖示進一步確定物質跨膜運輸的方式和影響因素 甲　　　　　乙　　　　　丙 (1)填寫以下

21、有關跨膜運輸方式及結構的名稱： 圖甲：自由擴散；圖乙：協助擴散；圖丙：主動運輸；a：載體蛋白。 (2)填寫以下有關跨膜運輸方式的影響因素： 圖甲：濃度差；圖乙：濃度差和載體蛋白；圖丙：載體蛋白和能量。 1．甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜。 (×) 提示：甘油是脂溶性小分子，其通過細胞膜的方式為自由擴散。 2．通過載體蛋白的物質轉運屬于主動運輸。 (×) 提示：協助擴散也通過載體蛋白轉運物質。 3．在神經細胞上動作電位產生與膜電位恢復過程中，Na＋流入和排出都是主動運輸。 (×) 提示：Na＋流入為被動運輸。 4．細胞外液中的K＋進入神經細胞屬

22、于自由擴散。 (×) 提示：K＋進入神經細胞屬于主動運輸。 5．主動運輸使膜內外物質濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝。 (×) 提示：主動運輸是把物質從低濃度一側運輸到高濃度一側。 影響物質跨膜運輸因素的分析 1．濃度差對物質跨膜運輸的影響 濃度差主要影響自由擴散和協助擴散。自由擴散中，濃度差越大，運輸速率越大；協助擴散中，濃度差達到一定程度后運輸速率不再繼續(xù)增加，原因是受載體數量的限制。 2．氧氣含量對物質跨膜運輸的影響 通過影響細胞的呼吸進而影響主動運輸的速率。 (1)P點時：無氧呼吸為物質的吸收提供能量。 (2)PQ段：隨著氧氣含量的增加，有氧呼吸產

23、生的能量增多，主動運輸的速率增大。 (3)Q點以后：當氧氣含量達到一定程度后，受載體蛋白數量以及其他限制因素的影響，運輸速率不再增加。 3．溫度 溫度影響物質運輸速率時，既與分子的運動有關，也與細胞呼吸有關。 1．同一種物質進入不同細胞的方式相同嗎？舉例說明。同一種物質出入同一細胞的方式相同嗎？舉例說明。 提示：不一定相同，人的紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散，腎小管重吸收葡萄糖的方式是主動運輸。不一定相同，神經元吸收鉀離子的方式是主動運輸，而靜息時鉀離子外流的方式是協助擴散。 2．胞吐和胞吞兩種方式的共同點是什么？ 提示：(1)能運輸生物大分子等；(2)運輸過程

24、中形成囊泡；(3)需要消耗能量。 3．若對離體心肌細胞施用某種毒素，結果心肌細胞對Ca2＋吸收量明顯減少，而對K＋的吸收不受影響，其原因最可能是什么？ 提示：運輸Ca2＋的載體被破壞。 4．檉柳是一種泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將吸收的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸？請設計實驗加以證明。 實驗材料：檉柳幼苗若干；適宜濃度的含Ca2＋和K＋的完全培養(yǎng)液；細胞呼吸抑制劑；蒸餾水。 請寫出實驗步驟，并預期實驗結果。 提示：實驗步驟：①將檉柳幼苗隨機分為甲、乙兩組，分別培養(yǎng)在適宜濃度的含Ca2＋和K＋的完全培養(yǎng)液中。②甲組檉柳幼苗的培養(yǎng)液中，

25、加入一定量的細胞呼吸抑制劑，乙組檉柳幼苗的培養(yǎng)液中加入等量的蒸餾水，在適宜的條件下培養(yǎng)。③分別測定兩組檉柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并進行比較。 結果預測：若兩組植株對Ca2＋和K＋的吸收速率相同，則檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸；若甲組植株對Ca2＋和K＋的吸收速率明顯小于乙組植株對Ca2＋和K＋的吸收速率，則檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸。 考查物質出入細胞的方式及特點 1．(2018·全國卷Ⅱ)下列有關物質跨膜運輸的敘述，正確的是(　　) A．巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協助擴散 B．固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸 C．神經細胞受到刺激

26、時產生的Na＋內流屬于被動運輸 D．護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸 C　[巨噬細胞依賴細胞膜的流動性以胞吞的方式攝入病原體，A項錯誤；固醇類激素屬于脂質，以自由擴散的方式進入靶細胞，B項錯誤；神經細胞受到刺激時，Na＋順濃度梯度內流，屬于被動運輸，C項正確；甘油以自由擴散的方式進入細胞，D項錯誤。] 2．(2019·安徽定遠重點中學一模)如圖表示物質進出細胞1和細胞2的過程示意圖。據圖分析正確的是(　　) A．甲、丁物質都是順相對含量梯度運輸的 B．乙物質的作用體現了細胞膜的選擇透過性 C．乙物質離開細胞1的方式不需要載體且都是大分子轉運 D．運輸甲和丙物質的蛋

27、白質結構不同，但都具有專一性 D　[據圖分析，甲物質是順相對含量梯度運輸的，丁物質是逆相對含量梯度運輸的，A錯誤；乙物質的作用體現了細胞膜的信息交流功能，B錯誤；乙物質離開細胞1的方式是胞吐，不需要載體，但通過胞吐分泌出細胞外的物質不一定都是大分子，C錯誤；運輸甲和丙物質的載體蛋白結構不同，載體具有專一性，D正確。] 　物質運輸方式的幾個“不一定” (1)胞吐、胞吞的不一定是大分子物質，如神經遞質是小分子物質，通過胞吐排出細胞。 (2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式運輸的，如RNA和蛋白質可通過核孔出入細胞核。 (3)消耗能量的運輸方式并不一定就是主動運輸，胞吞和胞吐也消耗能量

28、。 (4)同一種物質進出細胞的方式不一定相同 ①葡萄糖 ②Na＋ ③K＋ 考查外界因素對物質出入細胞的影響 3．(2019·廣東茂名聯考)將某哺乳動物的兩種細胞置于一定濃度的Q溶液中，測定不同情況下吸收Q的速率，結果如表所示。不考慮胞吞作用，由表中數據能得出的結論是(　　) 細胞類型 沒通入空氣組的吸收速率 通入空氣組的吸收速率 胚胎干細胞 3 mmol/min 5 mmol/min 成熟紅細胞 3 mmol/min 3 mmol/min A.兩種細胞吸收Q均取決于濃度差 B．兩種細胞吸收Q均不需載體蛋白的參與 C．胚胎干細胞吸收Q的方式為主動運輸 D

29、．成熟紅細胞吸收Q的方式為被動運輸 C　[根據表格分析，胚胎干細胞對Q的吸收受通入空氣的影響，空氣是影響呼吸作用生成ATP的因素，說明運輸方式是主動運輸，C正確；哺乳動物成熟紅細胞對Q的吸收不受通入空氣的影響，但能進行無氧呼吸，說明運輸方式可能與能量有關，也可能無關，說明運輸方式是主動運輸或被動運輸，D錯誤。主動運輸吸收Q需要消耗能量，與濃度差沒有直接的關系，A錯誤；胚胎干細胞吸收Q肯定需要載體蛋白的協助，B錯誤。] 4．(2019·衡陽模擬)如圖甲、乙分別是洋蔥根尖在不同含氧量及不同底物濃度情況下(其他條件適宜)，從含硝酸鉀的全營養(yǎng)液中吸收NO的速率曲線圖。相關描述不正確的是(　　)

30、 甲　　　　 　　乙 A．A點時影響離子吸收速率的主要因素是能量 B．B點時離子吸收速率不再增加是因為載體的數量有限 C．C點時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度 D．D點時離子吸收速率不再增大是因為底物濃度太高，細胞發(fā)生質壁分離 D　[洋蔥根尖吸收NO的方式是主動運輸，吸收速率受能量、載體和底物濃度的影響。A點時吸收速率未達到最大，限制因素是O2濃度，而O2濃度通過影響呼吸作用產生的能量影響吸收速率，故此時主要影響因素是能量，A正確；B點時離子吸收速率不再隨著O2濃度的增大而增大，此時的限制因素是載體的數量，B正確；C點時離子吸收速率未達到最大，此時影響離子吸收速率的主要

31、因素是底物濃度，C正確；D點時離子吸收速率不再隨底物濃度增大而增大，其他條件適宜，則其主要是因為載體數量有限，D錯誤。] 物質出入細胞的相關實驗分析和探究 5．(2019·淄博一模)向某動物細胞內注入微量的24Na＋，一會兒可測得細胞周圍溶液中出現24Na＋；在細胞周圍溶液中加入某物質后，24Na＋外流停止；再向細胞內注入ATP后，24Na＋恢復外流。下列推斷合理的是(　　) A．該物質改變了細胞膜的結構 B．該物質破壞了24Na＋載體的結構 C．該物質使ATP水解酶變性失活 D．24Na＋通過細胞膜外流的方式為主動運輸 D　[根據題目信息在細胞周圍溶液中加入某物質后，24Na

32、＋外流停止，再向細胞內注入ATP后，24Na＋恢復外流。因此判斷該物質可能是抑制了細胞呼吸，造成24Na＋外流停止。進一步判斷24Na＋通過細胞膜外流的方式為主動運輸。] 6．(2019·衡水中學期中)水存在兩種跨膜運輸機制：一種是通過脂雙層的自由擴散，另一種是通過專一的水通道——水孔蛋白跨膜運輸。研究者據此提出的實驗思路如下： ①實驗分組： 甲組：腎小管上皮細胞＋生理鹽水配制的蛋白酶液 乙組：腎小管上皮細胞＋X ②將甲、乙兩組制成裝片，在蓋玻片一側滴清水，另一側用吸水紙吸引，顯微鏡下觀察破裂的細胞數目。 (1)實驗目的：______________________________

33、__________。 (2)題中X是___________________________________________。 (3)若甲組和乙組破裂的細胞數目基本相同，說明_____________________；若甲組極少的細胞發(fā)生破裂，乙組多數細胞破裂，說明___________________；若出現____________________，說明腎小管上皮細胞通過兩種方式吸收水分。 [解析]　題目信息給出了細胞吸水的兩種方式：一種是通過脂雙層的自由擴散，另一種是通過專一的水通道——水孔蛋白跨膜運輸。要探究水通過什么方式被吸收，應設置膜蛋白被除去的實驗組和不處理的對照，進行探究。

34、腎小管細胞吸水的方式可能有三種情況：一自由擴散，二水孔蛋白吸收，三兩種同時進行。 [答案]　(1)探究腎小管上皮細胞膜或腎小管上皮細胞的吸水方式(合理即可) (2)等量的生理鹽水 (3)水通過腎小管上皮細胞的方式是自由擴散　腎小管上皮細胞主要依賴水孔蛋白吸水　甲、乙兩組均出現一定破裂的細胞，且甲組破裂的細胞數量比乙組少 1.滲透平衡不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度絕對相等，只意味著半透膜兩側水分子移動達到動態(tài)平衡狀態(tài)。 2．Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸方式進出細胞，但也可通過協助擴散(或離子通道)進出細胞，如神經細胞維持靜息電位時的K＋外流和形成動作電

35、位時的Na＋內流。 3．植物吸收水分的方式是自由擴散，而吸收無機鹽離子的方式是主動運輸，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程。 4．物質跨膜運輸(自由擴散、協助擴散、主動運輸)體現了生物膜的選擇透過性；大分子物質和顆粒性物質的胞吞、胞吐體現了生物膜的流動性。 1.滲透作用的發(fā)生必須依賴半透膜和膜兩側的濃度差。 2．原生質層由細胞膜、液泡膜以及二者之間的細胞質組成，具有選擇透過性。 3．被動運輸包括自由擴散和協助擴散，它們都是順濃度梯度運輸的過程，不消耗能量，但是協助擴散需要載體蛋白。 4．主動運輸是逆濃度梯度運輸的過程，需要載體蛋白的協助和消耗能量。 5．胞吞和

36、胞吐是借助于膜的融合完成的，與膜的流動性有關，它是大分子和顆粒性物質進出細胞的物質運輸方式，靠ATP提供動力。 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·全國卷Ⅱ)某種H＋－ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉運H＋。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH的溶液中(假設細胞內的pH高于細胞外)，置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制劑(抑制ATP水解)，再用藍光照射，溶液的pH不變。根據上述實驗結果，下列推

37、測不合理的是(　　) A．H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質膜上，藍光能夠引起細胞內的H＋轉運到細胞外 B．藍光通過保衛(wèi)細胞質膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用導致H＋逆濃度梯度跨膜運輸 C．H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉運H＋所需的能量可由藍光直接提供 D．溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質膜進入保衛(wèi)細胞 C　[用藍光照射后，含有保衛(wèi)細胞的溶液的pH下降，可推測細胞內的H＋被轉運到了細胞外，再結合題干信息可推測H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質膜上，A項不符合題意；細胞內pH高于細胞外，即細胞內H＋濃度低于細胞外，用藍光照射后，溶液的pH明顯降低，推測藍光可通過保衛(wèi)細胞質膜

38、上的H＋－ATPase發(fā)揮作用，使細胞內的H＋逆濃度梯度轉運到細胞外，B項不符合題意；H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉運H＋所需的能量來自ATP水解，不是由藍光直接提供，C項符合題意；溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質膜進入保衛(wèi)細胞，D項不符合題意。] 2．(2018·全國卷Ⅰ)下列有關植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述，錯誤的是(　　) A．在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NO B．農田適時松土有利于農作物根細胞對礦質元素的吸收 C．土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可被根系吸收 D．給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗”現象 A　[小麥不能直接吸收利

39、用土壤中的N2，N2必須被固定后，才能被植物吸收利用，A錯誤；農田適時松土可以增加土壤中的氧氣，增強農作物根系的有氧呼吸，有利于農作物根細胞通過主動運輸的方式對礦質元素進行吸收，B正確；土壤微生物可以將秸稈中的有機物分解成無機離子等，植物的根系能吸收這些無機離子用于生命活動，C正確；給玉米施肥過多時，土壤滲透壓升高，當其高于玉米根的細胞液滲透壓時，玉米會因根系水分外流而出現“燒苗”現象，D正確。] 3．(2017·全國卷Ⅱ)將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發(fā)現其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．0～4 h內物質

40、A沒有通過細胞膜進入細胞內 B．0～1 h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等 C．2～3 h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓 D．0～1 h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓 C　[本題考查滲透作用、植物細胞的吸水與失水。0～4 h內，開始一段時間內，原生質體的相對體積逐漸減小，說明細胞液濃度小于物質A溶液的濃度，當原生質體相對體積達到最小后又逐漸增大，說明部分物質A通過細胞膜進入細胞內，使細胞液濃度增大，從而使細胞吸水，表現為原生質體相對體積逐漸增大，A錯誤；因細胞壁的伸縮性較小，而原生質體的伸縮性較大，故0～1 h內細胞體積的變化量小于原生質體體積的變化量，B錯誤；

41、據圖可知，2～3 h內，原生質體的相對體積增大，表明細胞吸水，此時物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓，C正確；0～1 h內，原生質體的相對體積減小，表明細胞失水，此時液泡中液體(細胞液)的滲透壓小于細胞質基質的滲透壓，細胞質基質的滲透壓又小于物質A溶液的滲透壓，D錯誤。] 4．(2016·全國卷Ⅰ)離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是(　　) A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協助擴散 B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的 C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率 D．加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨

42、膜運輸離子的速率 C　[由題意可知，離子通過離子泵進行跨膜運輸需要消耗能量，而協助擴散不需要消耗能量，故A項錯誤；消耗能量的物質跨膜運輸一般是逆濃度梯度進行的，故B項錯誤；動物一氧化碳中毒會影響紅細胞運輸氧，進而影響有氧呼吸，影響ATP的合成，從而降低離子泵跨膜運輸離子的速率，故C項正確；離子泵是一種蛋白質，因此加入蛋白質變性劑會破壞離子泵的結構，進而降低離子泵跨膜運輸離子的速率，故D項錯誤。] 5．(2019·海南高考)在適宜條件下，測得的某植物根細胞對a、b兩種物質的吸收速率與外界溶液中這兩種物質濃度的關系如圖所示(a、b兩條曲線分別代表植物根細胞對不同濃度a、b兩種物質的吸收速率)。

43、回答下列問題。 (1)根據實驗結果發(fā)現a是通過自由擴散方式跨膜運輸的。自由擴散的含義是______________。 (2)實驗結果表明：當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加?？赡艿脑蚴莀__________________________。 (3)王同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，李同學認為是協助擴散。請設計實驗確定王同學的判斷是否正確。要求簡要寫出實驗思路、預期結果和結論_________________________________ ____________________________________________

44、__________。 [解析]　(1)物質通過簡單的擴散方式進出細胞即自由擴散，該過程不需要載體和能量，受細胞內外濃度差的影響。(2)由圖可知，b可能是協助擴散或主動運輸，b需要載體協助，當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，載體數目飽和，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。(3)協助擴散與主動運輸的區(qū)別在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸產生的能量較多，無氧呼吸產生的能量較少，故實驗設計的自變量是有無氧氣，因變量是細胞對b的吸收速率。設計實驗時要注意等量原則和單一變量原則。思路：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲乙兩組

45、植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。 結果及結論：若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散。 [答案]　(1)物質通過簡單的擴散方式進出細胞　(2)載體數量飽和　(3)思路：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲乙兩組植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。結果及結論：若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散 - 18 -